JP2006306415A - プラスチックボトル - Google Patents

Abstract

【課題】
ボトル胴部にパネルやビード等を設けることなく、減圧吸収性能、縦圧縮強度及び横剛性に優れ、外観上も滑らかでイメージ的にも柔らかい胴部をもつプラスチックボトルを提供する
【解決手段】
胴部２の外面形状が、胴部２の中心軸８に垂直な断面の外側輪郭が角を丸めた略多角形をなし、略多角形のうち中心軸８上に中心を持つ一定の径の円に内接する略内接正多角形を中心軸８方向に任意間隔で隔てられ、中心軸８回りにπ／ｎ[ｒａｄ]（ｎ：略正多角形角数）回転して配置されるものを複数備えていて、隣り合う略内接正多角形を略内接正多角形でない角数が倍の略多角形の接続面で連結している
【選択図】 図１

Description

この発明はプラスチックボトル、特にその胴部の外形状に関するものである。

プラスチックボトルの胴部の基本的な形状は、円筒形や多角筒形であるが、耐熱ボトルは内容液を８５℃以上に加熱した状態でホットパックするので、充填後密封後の自然冷却に伴いボトルに負圧が作用する。この負圧に対して薄肉のプラスチックボトルの胴部には耐圧性を持たせるために、減圧吸収パネルや強度アップ等を目的としたビードが設けられているが、外観上凹凸が設けられ、堅いイメージに感じられるのが多かった。またパネルやビードの影響でシュリンクラベルがボトル胴に密着しない箇所があったり、ラベルに筋が出たりして、外観上好ましいものではなかった。

一方、胴部の基本形状を円筒形や多角形にしたプラスチックボトルも開発されて来ている。

特開２００２−３０８２４４号 特開平１１−２０８６３４号 特許文献１は使用後の空ボトルの押し潰しを容易にするために凸凹波型の帯状領域を胴部中心軸の回りにら線状に配置したものである。しかし、この形状の胴部は胴壁の出入りが少なくて、減圧吸収性能が必ずしも高くならない。

特許文献２は胴部軸部方向に波打つ４面以上の曲面を胴部の中心軸の方向に配置して胴部外形を形成したものであって、耐変形性、耐外圧強度、耐転動性に優れたものであるが、胴部の波型稜線の山と谷の起伏が小さいため、把持性について検討の余地があり、また胴部の減圧吸収能も低く、異常変形による外観上の変化が目立ち易い。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、ボトル胴部にパネルやビード等を設けることなく、減圧吸収性能、縦圧縮強度及び横剛性に優れ、外観上も滑らかでイメージ的にも柔らかい胴部をもつプラスチックボトルを提供することを目的とするものである。

この目的に対応して、この発明のプラスチックボトルは、胴部の外面形状が、前記胴部の中心軸に垂直な断面の外側輪郭が角を丸めた略多角形をなし、前記略多角形のうち前記中心軸上に中心を持つ一定の径の円に内接する略内接多角形を前記中心軸方向に任意の間隔で隔てられ、前記中心軸回りにπ／ｎ［ｒａｄ］（ｎ：略正多角形の角数）回転して配置されるものを複数備えていて、隣り合う前記略内接正多角形を前記略内接正多角形でない角数が倍の略多角形の接続面で連結していることを特徴としている。

請求項１に記載されたプラスチックボトルでは、胴部の特定の横断面形状が胴部の基本形状である円筒に内接する略内接正多角形をなす部分が胴部の中心軸方向に任意の間隔で隔てられ前記中心軸回りにπ／ｎ［ｒａｄ］回転して出現し、その中心軸の方向に隣り合う特定の略内接正多角形は１個おきに向きも同じになって出現し、それぞれの略内接正多角形の間を接続面で滑らかに結んでいるので、胴部の稜線と側面に大きなうねりを形成して減圧吸収性能を高めることができるとともに、その胴部の表面が滑らかであって、リブのように表面形状が急激に変化する部分がないので、シュリンクラベルを装着した場合にも皺が発生したり、ボトル胴部から浮き上がったりする部分が発生せず、また把持感も快適である。胴部の中心軸の一定間隔で一個おきに向きも同一の略内接正多角形が出現することによって、縦圧縮強度及び横剛性も損なわれず、視覚的にも安定した胴部の外観を呈する。

さらに、前記の略内接正多角形の角数と一致させた個数、例えば略内接正多角形を略正三角形として３個とすれば、同一の略内接正三角形の頂角と底辺とは外接の直径方向に対向していることになるから、多数のボトルを整列させた場合に隣り合うボトルでは頂角と底辺が凹凸として入れ込んで密接することとなり、整列や結束の場合の空間の節約になる。また、振動等によりボトルが互いに上下にずれることもない。

また、胴部の基本断面形状が内接正多角形であるので、ボトルに対する横荷重に対してボトルの胴部の方向性が少なくなり、ボトルの胴部の横剛性が向上する。また縦圧縮に対しても多角柱の柱状稜線または柱状面が平面視したときバランスよく配置されるため高い剛性で支えることができる。また請求項２によれば、略内接正多角形同士の距離が等しくなるので胴部稜線、側面のうねりがバランスよく配置され、減圧吸収能、縦圧縮強度横剛性に効く。また請求項３によれば略正多角形の角数が３〜５のため、胴部側面が充分な大きさを確保でき、稜線、胴部側面のうねりも大きくなるので、減圧吸収能、縦圧縮強度横剛性面で特に有利に働く。

また請求項４に記載のように、胴部の基本断面形状を構成する略内接正多角形の半径Ｒとくぼみ量ａとの比をａ／Ｒを特定の範囲にすることによって、減圧吸収性能、縦圧縮強度・横剛性を特に向上させることができる。
（最良の形態）
以下この発明の詳細を一実施形態について図面を参照して説明する。
図１から図８において、１はプラスチックボトルであり、プラスチックボトル１は胴部２を有しており、胴部２の下端部６には底部３が連続しており、また胴部２の上端部７は肩部４を介してノズル部５が設けられている。

肩部４は下端が胴部２の上端部７に接続し、上方に行くほど縮径して上端でノズル部５の下端部に接続している。

胴部２は中心軸８を有していて、その外形は中心軸８を中心とする仮想の円筒に一部分で内接する形状をもつ非円筒状をなっている。すなわちこの非円筒状の胴部２の外面形状は、中心軸８に垂直な断面の外側輪郭が各辺が丸みを帯びている略多角形をなしている。この略多角形は中心軸８方向で断面位置によって形状及び面積（外側輪郭で囲まれる部分の面積）が異なっていて、中心軸８上に中心をもつ仮想の円筒の横断面の外側輪郭の円に内接する略内接正多角形と内接しない多角形とを呈する。但しこの略多角形はとがった角を持つものではなく、角を丸めた略多角形をなしている。

この略内接正多角形は、略正三角形、略正方形または略正五角形などである。この実施態様では内接する略内接正多角形は略正三角形である。また、内接しない多角形は角数が倍の略六角形である。

すなわち、胴部２の中心軸８上に中心を持つ一定の半径Ｒの円に内接する略正三角形である略内接正三角形を半径Ｒの円筒上の中心軸８方向に一定の間隔を置いて中心軸８回りにπ／３［ｒａｄ］回転させて配置する。略内接正多角形が角数ｎの場合、各略内接正ｎ角形は互いにπ／ｎ［ｒａｄ］位相がずれている。内接多角形が略正三角形であれば、位相のずれはπ／３［ｒａｄ］である。

いずれにおいても中心軸に垂直な断面が略内接正三角形の中心軸方向の領域で、縦断面が外側に湾曲している略内接正三角形の頂角と縦断面が内側に凹入している略内接正三角形底辺とは中心軸に垂直な平面内では頂角と底辺が収まりよく並び、縦断面では外側湾曲と内側凹入が絶妙に収まっているので、多数のボトルを整列させた場合に隣り合うボトルでは頂角と底辺が凹凸として入れ込んで密接することが可能になり、整列の場合の空間を節約することができる。中心軸８方向における略内接正三角形１３の間の内接しない略多角形１４、１５の形状は略不等辺六角形または略正六角形をなし、これらの六角形が中心軸方向に連続して位置し、その外側輪郭同士が中心軸方向に接続されて形成される接続面が略内接正三角形１３へ連結する連結面となる。

前記略内接正多角形の一つの角が位置する前記円の半径Ｒと前記略内接正多角形の辺中央部と前記円との前記半径方向の距離ａ（くぼみ量ａ）との比ａ／Ｒは０．０５以上０．５以下で、好ましくは略正三角形については０．２以上０．５以下で、略正方形については０．１以上０．３以下で、略正五角形については０．０５以上０．２以下とする。

略正三角形、略正方形、略正五角形のいずれの場合もａ／Ｒが下限よりも小さいとボトル胴部の弾性が不足し、また上限より大きいと側面が動きにくくなるため減圧吸収能が劣化する。またボトル胴部の剛性効果については、この範囲を上回った比ａ／Ｒの場合は側面と接線のうねりが大きくなり、座屈し易くなる。また、範囲内のものは、弾性の向上により、減圧吸収変形し易くなる。

この発明のプラスチックボトルでは、胴部の特定の横断面形状が胴部の基本形状である円筒に内接する略内接正多角形をなす部分が胴部の中心軸の回りを一定の角度；π／ｎ［ｒａｄ］（ｎは略内接正多角形の角数）ごとに出現し、その中心軸の方向に隣り合う特定の略多角形は一個おきに向きも同じになって出現し、それぞれの多角形の間を接続面で滑らかに結んでいるので、胴部に大きなうねりを形成して減圧吸収性能を高めることができるとともに、その胴部の表面が滑らかであって、リブのように表面形状が急激に変化する部分がないので、シュリンクラベルを装着した場合にも皴が発生したり、ボトル胴部から浮き上がったりする部分が発生せず、また把持感も快適である。胴部の中心軸の一定間隔ごとに向きも同一の略内接正多角形が出現することによって、縦圧縮強度及び横剛性も損なわれず、視覚的にも安定した胴部の外観を呈する。

さらに、略多角形は任意の間隔（容器各々については等しい）で一定の角度回転させているので、同一の略内接正三角形の頂角１１と底辺１２とは外接の直径方向に対向していることになるから、多数のボトルを整列させた場合に隣り合うボトルでは頂角と底辺が凹凸として入れ込んで密接することとなり、整列や結束の場合の空間の節約になる。また、振動により、ボトルが互いに上下にずれることがない。

また、胴部の基本断面形状が略正多角形であり、略正多角形同士の距離が等しければボトルに対する横荷重に対してボトルの胴部の方向性が少なくなり、補強バランスがよくなるのでボトルの胴部の横剛性と縦剛性が向上する。

また接続面を構成する多角形の半径Ｒとくぼみ量ａとの比をａ／Ｒを特定の範囲にすることによって、減圧吸収性能、縦圧縮強度・横剛性を特に向上させることができる。

以上の説明から明らかな通り、この発明によれば、ボトル胴部にパネルやビードを設ける必要がなく、減圧吸収性能、縦圧縮強度及び横剛性に優れ、外観上も滑らかで、イメージ的にも柔らかい胴部を持つプラスチックボトルを得ることができる。

なお、この容器を成形する際、胴面のうねりが大きいため、インジェクションブロー成形を行う際は特公昭５９−５３８６１号に示されるように２段ブロー成形によりうねりの大きい部分をうねりのある金型で押しつぶして成形することにより達成され、ダイレクトブロー成形においてもパリソンをブロー金型で押しつぶして達成できる。

プラスチックボトルの正面図。 プラスチックボトルの平面図。 図１におけるＡ−Ａ部断面図。 図２におけるＤ−Ｄ矢視図。 図１におけるＢ−Ｂ部断面図。 図１におけるＣ−Ｃ部断面図。 図１におけるＥ−Ｅ部断面図。 図１におけるＤ−Ｄ部断面図。 プラスチックボトルを整列させた状態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ部断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ部断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ部断面図。 プラスチックボトルの斜視図。 プラスチックボトルの他の方向からの斜視図。 比ａ／Ｒを示すプラスチックボトルの説明図。

符号の説明

１ プラスチックボトル
２ 胴部
３ 底部
４ 肩部
５ ノズル部
６ 下端部
７ 上端部
８ 中心軸
１１ 頂角
１２ 底辺
１３ 略内接正三角形
１４ 略非内接多角形
１５ 略非内接多角形

Claims (4)

1. 胴部の外面形状が、前記胴部の中心軸に垂直な断面の外側輪郭が角を丸めた略多角形をなし、前記略多角形のうち前記中心軸上に中心を持つ一定の径の円に内接する略内接正多角形を前記中心軸方向に任意間隔で隔てられ、前記中心軸回りにπ／ｎ[ｒａｄ]（ｎ：略正多角形角数）回転して配置されるものを複数備えていて、隣り合う前記略内接正多角形を前記略内接正多角形でない角数が倍の略多角形の接続面で連結していることを特徴とするプラスチックボトル。
2. 前記任意の間隔が略内接正多角形同士間で等距離であることを特徴とする請求項1記載のプラスチックボトル。
3. 前記略正多角形は略正三角形、略正方形、または略正五角形であることを特徴とする請求項１または２記載のプラスチックボトル。
4. 前記略内接正多角形の一つの角が位置する前記円の半径Ｒと前記略内接正多角形の辺中央部と前記円との前記半径方向の距離ａとの比ａ／Ｒは０．０５以上０．５以下で、好ましくは略正三角形については０．２以上０．５以下で、略正方形については０．１以上０．３以下で、略正五角形については０．０５以上０．２以下であることを特徴とする請求項1〜３いずれかに記載のプラスチックボトル。

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